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低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术-以珠江口盆地番禺地区为例-刘杰

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低位 三角洲 砂体尖灭 特征 描述 识别 技术 珠江 盆地 番禺 地区 刘杰
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天然气勘探收稿日期 :2013-01-19;修回日期 :2013-05-22.基金项目 :“十二五 ”国家科技重大专项 (编号 :2011ZX05023-002-007)资助.作者简介 :刘杰 (1982-),男 ,湖南冷水江人 ,工程师 ,硕士 ,主要从事地震综合解释与储层预测等研究.E-mail:liujie2@cnooc.com.cn.低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术———以珠江口盆地番禺地区为例刘杰 ,秦成岗 ,张忠涛 ,刘道理 ,王秀玲 ,徐徽 ,屈亮 ,徐乐意(中海石油 (中国 )有限公司深圳分公司 ,广东 广州510240)摘要 :番禺地区B目标主要目的层是发育在SQ21.0层序陆架坡折带上的低位楔三角洲砂体 ,其单层厚度薄 、横向变化快 。针对该区地震资料分辨率低 、砂体尖灭边界较难落实的问题 ,从具有典型沉积特征的地震剖面入手 ,建立地质地球物理模型 ,并通过模型参数的正演 ,探讨了砂体顶部钙质高速层以及不同泥岩隔层厚度下的砂体尖灭响应特征 ;在此基础上应用属性分析和叠前同步反演等技术对砂体尖灭线进行了精细描述 ;最后结合实际资料和钻探结果的检验 ,进一步证实了该技术组合的有效性 。关键词 :陆架坡折带 ;尖灭 ;岩性圈闭 ;模型正演 ;叠前同步反演中图分类号 :TE132.1   文献标志码 :A   文章编号 :1672-1926(2013)06-1268-06引用格式 :Liu Jie,Qin Chenggang,ZhangZhongtao,et al.Sandbodypinchout description and i-dentification technique of lowstand wedge-shaped delta:TakingPanyu Field in Pearl River MouthBasin as an example[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(6):1268-1273.[刘杰 ,秦成岗 ,张忠涛 ,等.低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术 ———以珠江口盆地番禺地区为例 [J].天然气地球科学 ,2013,24(6):1268-1273.]0 引言番禺地区在构造上位于珠江口盆地中南部白云凹陷北坡的番禺低隆起 ,目前已成功发现了多个气田和含气构造 ,是南海东部海域重要的天然气勘探区域之一 。主要目的层珠江组下段T50层 ,是发育在21Ma陆架坡折带上的低位体系域砂体 ,近年的勘探实践证明了该低位体系域砂体是岩性圈闭勘探的最有利地区 ,同时也是技术难点[1-5]。通过对研究区21Ma陆架坡折带沉积特征的研究 ,发现其低位体系域的沉积类型主要包括 :低位楔三角洲 (或陆架边缘三角洲 )、水道 、浊积扇和三角洲边缘 —滨岸砂坝等沉积体 (图1)。其中低位楔三角洲是一套由粉细砂岩到中砂岩组成的向上变粗的沉积序列 ,在测井响应上存在明显的反旋回特征 ;砂体具有较好储集性能 ,最厚可达50m,是该区最有利的储集体 ,但横向变化快 ;地震剖面上 ,呈明显 “楔状 ”外形 ,通过上超逐渐向陆地尖灭 ,平面上主要在坡折带边缘局限分布 ,内部为前积状反射结构 ,砂体顶部普遍发育了一套由海进时期钙质沉积和泥岩脱水作用形成的高速层 ,其底界面波谷反射与砂体顶面反射形成的复合波形造成了地震剖面上砂体连续分布的假象 。因此 ,如何精细描述砂体的尖灭特征 、砂体之间的接触关系是决定该区岩性圈闭勘探成效的关键因素之一[6-8]。本文针对这些问题 ,结合对该区地球物理资料和地质规律的认识 ,通过模型正演验证不同岩性组合下的地震响应特征 ,并利用分频 、瞬时相位 、叠前同步反演等技术组合提高砂体尖灭线的识别精度 ,对于降低海上油气勘探风险 、减少昂贵的海上作业费用来说具有一定的现实意义 。第24卷 第6期2013年12月天然气地球科学NATURAL GAS GEOSCIENCEVol.24No.6Dec. 20131 模型正演从具有典型沉积特征的地震剖面建立地质地球物理模型 ,通过不同模型参数的正演模拟 ,对研究区的地震资料品质 、地质情况进行直观认识 。研究区目的层段地震资料主频为25Hz,有效频带宽度为10~50Hz,砂体平均速度为4 000m/s,识别砂体纵向分辨率为20~100m。为了描述问题简单起见 ,笔者将T50层拉平 ,从图2(a)过B-1井的地震剖面可以看出整个低位楔往左侧高位是逐渐减薄的 ,3套砂体顶界反射都在同一个波谷里 ,没有明显的期次性 ,而底面波峰反射却表现为明显的前积特征 。结合对沉积模式的认识笔者设计模型参数如下 :3套低位上倾尖灭砂体 (砂1、砂2、砂3)和一套高位砂体 ,单层最大厚度为20~25m;各砂体间泥岩隔层自左侧依次厚为20m、40m、60m;砂体顶面设计一套厚度为30m含钙质高速层 ,模型中各层速度 、密度数据均来自B-1井实钻资料 [图2(b)]。图 1研究区 21Ma陆架坡折带低位体系域沉积相Figure 1 The sedimentaryfacies of lowstand system tract along21Ma shelf-break zone图 2地质地球物理建模Figure 2 Buildinggeological-geophysical model正 演 模 拟 使 用 的 子 波 主 频 分 别 为25Hz和50Hz,从原始地震剖面 [图2(a)]与25Hz主频正演记录 [图3(a)]的对比可以看出 ,设计的地质地球物理模型基本符合实际地质情况 ,正演模拟剖面与实际地震记录特征相似 。3套低位砂体顶面波谷反射受其上高速层影响 ,相互叠合难以识别 ;砂体底面由于顶 、底反射的相互干涉也不完全对应在最大波峰位置 ,实际尖灭点与地震可识别尖灭点之间存在一定误差 (图3中箭头所指处 )。随着主频的提高 ,在50Hz主频正演剖面上 ,3套叠置砂体的顶 、底反射更加清晰 ,尖灭点的识别能力也得到相应提高 [图3(b)]。此外 ,为了正确认识砂岩顶部钙质高速层的影响 ,我们将该高速层替换为正常泥岩盖层进行正演模拟 。从图3(a)、图3(c)的对比可以看到3套低位9621 No.6   刘杰等 :低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术 ———以珠江口盆地番禺地区为例砂体顶面波谷反射不再是相互连通的一个同相轴而是可以彼此区分的 。可见纵向分辨率的不足导致了相互叠置砂体在常规剖面上较难区分 ,造成了实际厚度与地震解释视厚度之间的误差 ;上覆高速层的影响给砂体顶面的解释工作也带来了假象 ,因此需要采用一些技术手段来提高地震资料的识别能力 。图 3不同模型参数下的地震响应Figure 3 Seismic response characteristicsunder different model parameters2 关键技术分析针对研究区的实际问题 ,结合地质和沉积规律的认识 ,我们对振幅 、频率 、相位和几何特征等多种地震属性进行了类比和优选[9-12],此外结合岩石物理分析开展了叠前同步反演 ,目的是找出适合该区砂体尖灭识别最有效的技术组合 (图4)。2.1 叠后属性优选通过反复的试验我们优选分析了以下3种属性 :①频谱类属性 ,根据调谐原理利用频率与厚度的关系 ,薄层调谐能量处对应的位置十分接近真正尖灭点 ,且此位置在瞬时谱剖面会形成亮点 ,容易识别和追踪 ,采用分频后的振幅响应预测储层厚度指示尖灭位置 ;②瞬时相位类属性 ,其是时间的函数 ,与地震波能量无关 ,反映的是反射波的连续性 ,对地震反射相变的刻画特别敏感 ;③90°相移技术 ,利用相位旋转改善薄层响应特征 ,将地震波形转化为近似的相对阻抗剖面 ,与岩性剖面有更好的关联性[13-19]。图5为这3种方法在图2(a)模型中的试算结果 。从图5(b)、图5(d)与图3(a)的对比中可以看出 ,砂1、砂2在瞬时相位与90°相移剖面上识别出的图 4砂体尖灭特征描述技术Figure 4 Sandbodypinchout feature description technique图 5低位砂体尖灭模型叠后属性分析Figure 5 Post-stack attribute analysis for lowstandsandbodypinchout forward modelingdata0721 天然气地球科学Vol.24 尖灭点与实际砂体尖灭点位置基本一致 ,并且其厚度变化也基本吻合 ,对砂3刻画也较地震剖面更为接近 ;从图5(a)、图5(c)的分频剖面中可以观察到 ,利用60Hz分频剖面可以较好地解决砂3与之下高位砂之间泥岩隔层减薄 [图5(c)箭头所指处 ]无法区分的问题 。因此 ,结合三者优势作为一种快速有效的技术方法比常规地震剖面具有更好的可信度 ,从模型试算的角度来看 ,确定砂体尖灭位置是切实可行的 。2.2 叠前同步反演叠前同步反演技术通过利用不同炮检距道集数据以及纵波 、横波 、密度等测井资料同步反演出与岩性 、物性及含油气性相关的多种弹性参数[20-22]。从B-1井的岩石物理分析可以看出 ,声波阻抗随着埋深和泥质含量的增加 ,其砂岩 、泥岩阻抗值会出现交叠甚至反转 (图6中红圈处 );而从密度曲线上来看 ,砂岩表现为明显的低密度特征 ,密 度 门 槛 值 在2.6g/cm3左右可以较好地识别21Ma层序界面之上的砂 、泥岩 (图6)。图 6B-1井岩石物理分析Figure 6 Petrophysics analysis for B-1wel3 实际资料应用将实际地震资料的反演结果以及前文所述的几种地震属性在B目标区进行了综合应用 ,该区整体构造背景为一南东向北西方向上倾抬升的单斜 ,主力储层是发育在21Ma陆架坡折带上的低位楔三角洲砂体 ,三角洲在推进方向上存在多个砂层组的尖灭 ,是寻找岩性以及岩性 —构造复合型油气藏的有利地区 。首先从图7所示各剖面的对比来看 ,几种地球物理手段所解释的砂体展布特征和接触关系基本一致 ,3套低位砂体呈明显的期次性和前积特征 ,这与笔者对该区的地质认识也是相符的 。图 7实际资料应用效果Figure 7 The application effect of real data在横向上 ,我们通过求取整个低位偰时窗内瞬时相位的变化数来刻画各砂体尖灭的包络线 ,再将其与剖面解释出的砂体边界范围进行叠合 ,如图8所示 。可以看出整个B目标区北部砂体尖灭线是比较清晰的 ,与我们在剖面上追踪的尖灭点位置也基本吻合 。B-1井 、B-3井均钻遇砂体厚度为16m,获得商业气流 ,之后B-2井钻遇该套储层 ,砂体厚度为8m,可见该套砂体向北西方向是迅速变薄直至尖灭的 ,与预测结果相吻合 ,这一方面证实了该区岩性 —构造复合型圈闭的存在 ,另一方面也验证了该套技术组合的有效性 。1721 No.6   刘杰等 :低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术 ———以珠江口盆地番禺地区为例图 8B目标区砂体横向展布特征Figure 8 The transverse distribution of sandbodyat B-area4 结论(1)通过模型正演模拟以及对几种地球物理手段砂体尖灭识别能力的分析 ,加深了对番禺天然气区陆架坡折带低位砂体沉积特征 、测井和地震资料品质 、岩性圈闭识别手段等的认识 。(2)综合应用叠前反演 、叠后属性等地球物理技术对砂体进行纵向 、横向的刻画 ,形成相应的技术组合是提高该区岩性圈闭识别能力的有效手段 ;对于剔除该区由于特殊的岩性组合以及分辨率不足带来的地震假象 ,还原真实的砂体展布特征 ,具有较强的可操作性 。参考文献 (References):[1]Pang Xiong,Chen Changmin,Peng Dajun,et al.The Pearl RiverDeep-water Fan 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analysis andpre-stack simultaneous inversion to finely describe the sand pinchout line;lastly,we confirmed the availa-bilityof the technologycombination with the verification of real seismic and driled data.Keywords:Shelf-break belt;Pinchout;Lithologic trap;Forward modeling;Pre-stack simultaneous inversion3721 No.6   刘杰等 :低位楔三角洲砂体尖灭特征描述与识别技术 ———以珠江口盆地番禺地区为例
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